Рис. 2. Строение сердца человека
Из левого предсердия артериальная кровь направляется в левый желудочек, а оттуда – в аорту, самую крупную из всех артерий. Ну а дальше эта артериальная кровь, богатая кислородом, разносится по всем органам нашего тела, питая каждую клеточку организма.
В правое предсердие поступает кровь, оттекающая от всех органов и тканей организма. Эта кровь уже отдала кислород тканям, поэтому содержание кислорода в ней низкое. Кровь, бедная кислородом, называется венозной.
Из правого предсердия венозная кровь поступает в правый желудочек, а из правого желудочка – в легочную артерию. Легочная артерия направляет кровь к легким, где кровь снова обогащается кислородом. Ну а богатая кислородом кровь вновь отправляется в левое предсердие.
Стенки сердца содержат особую мышечную ткань, называемую сердечной мышцей, или миокардом. Как и любая мышца, миокард обладает способностью сокращаться.
Когда эта мышца сокращается, объем полостей сердца (предсердий и желудочков) уменьшается, и кровь вынуждена покинуть полости. Чтобы не пустить кровь туда, куда ей течь не следует, на помощь приходят клапаны. Клапаны – это специальные образования, которые препятствуют движению крови в обратном направлении.
Важной особенностью сердечной мышцы является ее способность сокращаться без влияния внешнего нервного импульса (импульса со стороны нервной системы). Сердечная мышца сама производит нервные импульсы и сокращается под их влиянием. Импульсы нервной системы не вызывают сокращений сердечной мышцы, но они могут изменять частоту этих сокращений. Другими словами, нервная система, возбужденная страхом, радостью или же ощущением опасности, заставляет сердечную мышцу сокращаться быстрее, и, соответственно, быстрее и сильнее начинает биться сердце.
Также при физической нагрузке работающие мышцы испытывают повышенную потребность в питательных веществах и кислороде, поэтому сердце сокращается сильнее и чаще, чем в покое.
Сердце человека сокращается в определенной последовательности (рис. 3–5).
Рис. 3. Первая фаза сердечного цикла. Стрелками указано направление движения крови в предсердие
Рис. 4. Вторая фаза сердечного цикла. Стрелки показывают направление движения стенок камер сердца (сокращение предсердий и расслабление желудочков)
Рис. 5. Третья фаза сердечного цикла. Стрелками указаны: 1 – сокращение стенок желудочков; 2 – закрытие клапанов между предсердиями и желудочками; 3 – выбрасывание крови из левого желудочка в аорту, а из правого – в легочную артерию
Вначале сокращаются предсердия, выталкивая кровь в желудочки. Во время сокращения предсердий желудочки расслаблены, что облегчает проникновение в них крови. После сокращения предсердий начинают сокращаться желудочки. Они выталкивают кровь в артерии. Во время сокращения желудочков предсердия находятся в расслабленном состоянии, и в это время в них поступает кровь из вен. После сокращения желудочков наступает фаза общего расслабления сердца, когда и предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии. За фазой общего расслабления сердца следует новое сокращение предсердий.
Фаза расслабления необходима не только для отдыха сердца – в эту фазу происходит наполнение полостей сердца новой порцией крови.
В обычных условиях фаза сокращения желудочков примерно в 2 раза короче, чем фаза их расслабления, а фаза сокращения предсердий в 7 раз короче фазы их расслабления.
Если мы зададимся целью посчитать, сколько же на самом деле работает наше сердце, то получится, что из 24 часов в сутки желудочки работают около 12 часов, а предсердия всего 3,5 часа. То есть большую часть времени сердце находится в состоянии расслабления. Это и позволяет сердечной мышце работать без утомления в течение всей жизни.
При мышечной работе длительность фаз сокращения и расслабления укорачивается, а вот частота сокращений сердца возрастает.
Само сердце имеет чрезвычайно богатую сосудистую сеть. Сосуды сердца еще называют коронарными (от лат. «кор» – сердце), или венечными, сосудами (рис. 6).
Рис. 6. Кровоснабжение сердца
В отличие от других артерий организма, в коронарные артерии кровь поступает не во время сокращения сердца, а во время его расслабления. При сокращении сердечной мышцы сосуды сердца сжимаются, поэтому крови сложно течь по ним. Когда же сердечная мышца расслабляется, сопротивление сосудов падает, что позволяет потоку крови свободно по ним продвигаться.
Кровеносные сосуды – это артерии, вены и капилляры.
Артерии – это сосуды, по которым кровь движется от сердца. В большом круге кровообращения по артериям течет артериальная кровь, в малом круге – венозная. Артерии имеют толстые стенки, состоящие из мышечных, коллагеновых и эластических волокон. Благодаря этому артерии легко восстанавливают свою форму (сужаются) после их растяжения (расширения) большой порцией крови.
Вены – это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. В большом круге кровообращения по венам течет венозная кровь, а в малом – артериальная.
Стенки вен менее толстые, чем стенки артерий, и содержат меньше мышечных волокон и эластических элементов.
Отличительной особенностью крупных вен конечностей (особенно ног) является наличие специальных образований на их внутренней стенке – клапанов. Наличие клапанов обеспечивает ток крови по венам только в одном направлении – к сердцу, а по артериям – от сердца.
Изнутри стенки артерий и вен покрыты тонким, толщиной всего в одну клетку, слоем эндотелия. Эта тонкая оболочка называется интимой.
Эндотелиальные клетки – интимы – обладают важной особенностью: они выделяют различные вещества, которые препятствуют образованию сгустков крови (тромбов), а значит, и свертыванию крови. Поэтому кровь остается жидкостью, которая свободно течет по кровеносному руслу.
Из артерий кровь поступает в капилляры.
Капилляры – это мельчайшие сосуды, настолько тонкие, что вещества могут свободно проникать через их стенку.
Через кровеносные капилляры питательные вещества и кислород переходят из крови в клетки, а углекислый газ и другие продукты жизнедеятельности, напротив, проникают из клеток в кровь.
Если концентрация какого-то вещества (например, кислорода) в крови капилляра больше, чем в межклеточной жидкости, то это вещество переходит из капилляра в межклеточную жидкость (и далее – в клетку). Если в межклеточной жидкости концентрация какого-то вещества (например, углекислого газа) больше, чем в крови капилляра, это вещество переходит из межклеточной жидкости в капилляр.
Суммарная длина кровеносных капилляров в организме человека равна примерно 100 тыс. км. Такой нитью можно 3 раза опоясать земной шар по экватору! Общая поверхность кровеносных капилляров в организме равна примерно 1,5 тыс. га.
Из общего числа кровеносных капилляров в покое функционирует только небольшая часть – порядка 30 %. Остальные капилляры находятся в «спящем» состоянии, и кровь по ним не течет. Эти «спящие» капилляры открываются, когда необходима повышенная деятельность того или иного органа. Например, «спящие» капилляры кишечника открываются при пищеварении, «спящие» капилляры высших отделов головного мозга – при умственной работе, «спящие» капилляры скелетных мышц – при сокращении скелетных мышц.
Если человек регулярно и длительно занимается определенным видом деятельности, то количество капилляров в органах, испытывающих повышенную нагрузку, увеличивается. Так, у людей, занимающихся умственной деятельностью, увеличено число капилляров в высших зонах мозга, у спортсменов – в скелетных мышцах, двигательной зоне мозга, в сердце и в легких.
Кровообращение. Кровь, выталкиваемая из сердца в артерии, проходит по всему организму и снова возвращается в сердце. Этот процесс носит название «кровообращение».
Кровообращение условно разделяют на два круга: большой и малый. Большой круг кровообращения еще называют системным, а малый – легочным.
Большой (системный) круг кровообращения (рис. 7) начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии.
Рис. 7. Большой круг кровообращения
Его основная функция – снабжение питательными веществами и кислородом всех клеток организма и удаление из них углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности.
